DE30762C - Steuerung für Dampf-Wasserheber (Pulsometer) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die beiliegenden Zeichnungen stellen in Fig. 1 bis 9, 16 bis 19, 22 bis 25 eine einfach wirkende Pumpe und in Fig. 10 bis 15, 20 und 26 eine doppeltwirkende Pumpe dar. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen theilweisen Schnitt nach A-B, Fig. 1; Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt nach C-D, Fig. 1, und Fig. 4 ein Längsschnitt durch den Windkessel, Fig. 1. Die Fig. 5 bis 9 zeigen verschiedene Constructionen des oben an der Pumpe befindlichen Steuerventils.

Die doppeltwirkende Pumpe ist in Fig. 10 und 11 in zwei Verticalschnitten, in Fig. 12 in Vorderansicht, in Fig. 13 im Horizontalschnitt und in Fig. 14 in Oberansicht dargestellt. Die übrigen Figuren zeigen Einzelheiten in verschiedenen Abänderungen.

In den Figuren bezeichnet α die Pumpenkammer, b das oder die Saugventile, c das oder die Druckventile, d das Saugerohr, e das Druckrohr, f den Windkessel, g das Einspritzrohr, h ist das in den Dampfeintrittskanal G eingesetzte Absperrventil, von dem die Fig. 5 bis 9 verschiedene Abänderungen darstellen. i ist das Lufteinlafsventil. Das Dampfabsperrventil h wird durch die Kraft des einströmenden Wassers gehoben, indem dieses eine kleine, durch i eingetretene Menge Luft verdichtet, welche auf die untere Fläche des Kolbens h' wirkt. Das durch i zugelassene Luftquantum ist eben nur grofs genug, dafs die Ventile h von dem Wasser nicht berührt werden können. Wie auch immer das Absperrventil eingerichtet sei, es mufs immer einen Kolben h' oder dessen Aequivalent besitzen. Der Hub des Kolbens h' ist durch den Anschlag m begrenzt. Der Kolben h' ist oben mit einer Stange 0 versehen, welche entweder direct durch ein Gewichtj>, Fig. 1, 5, 7 und 8, oder indirect durch den Hebel o' mit dem Gewicht p, Fig. 6, belastet ist. Das Gewicht ρ hat den Zweck, einen möglichst schnellen Schlufs des Ventils h zu bewirken; es kann aus einer belasteten Scheibe oder, wie in Fig. 5, aus einem hohlen, mit Schrot gefüllten Ball bestehen. In Fig. 7 ist als Belastung des Ventils h aufser dem Gewichtp noch eine Federp' angewendet; doch kann hier auch, wenn ρ' stark genug ist, das Gewicht ρ fortbleiben. In Fig. 8 ist an Stelle des Kolbens h' eine elastische Membran q angeordnet, auf welche die von dem Wasser verdichtete Luft von unten wirkt, um das Oeffnen des Ventils h zu bewirken. Der Schlufs des Ventils wird hier ebenfalls durch eine Feder p' erreicht.

In Fig. 9 ist ein Dampf buffer anstatt (oder auch in Combination mit) einer Feder oder eines Gewichtes oder belasteten Hebels angewendet. Er besteht aus einem hohlen Ball r, der durch die Kanäle r' des Kolbens h' entweder mit der Atmosphäre oder mit dem Kanal s in Verbindung gebracht wird. Durch den Kanal s, dessen Querschnitt durch die Schraube s' geregelt werden kann, wird der Ball r mit Dampf gefüllt. In der in Fig. 9 gezeichneten Stellung ist der in r enthalten gewesene Dampf durch die Kanäle r' ins Freie entwichen; sobald aber der Kolben h' wieder steigt, kommen die Kanäle r' und s in Verbindung und der Ball r füllt sich so lange mit Dampf, bis die Spannung in r grofs genug ist, um h' wieder nach unten zu drücken und da-

durch h zu schliefsen. Das Lufteinlafsventil i, Fig. i, stellt die Verbindung zwischen dem Innern des oberen Theiles der Pumpenkammer und der Atmosphäre her; die Menge der einströmenden Luft wird durch den Hahn V, Fig. ι, oder eine ähnliche Vorrichtung geregelt. Die Pumpe wirkt in folgender Weise:

Es wird vorausgesetzt, dafs die Pumpenkammer α und ein Theil des Druckrohres mit Flüssigkeit gefüllt sind. Die Pumpe wird durch einfaches Oeffhen des Dampfabsperrventils in Gang gesetzt, doch kann es manchmal vortheilhaft sein, auch noch das Ventil h mit der Hand einige Male zu heben und zu senken, worauf dann die Pumpe selbstthätig weiter arbeitet:

Der durch G eintretende Dampf wirkt auf die untere Seite von h und h' und der Dampfzuflufskanal bleibt geöffnet. Infolge dessen wirkt der Dampf gleichzeitig auf das in α befindliche Wasser und drückt dieses durch das Druckventil c in das Druckrohr e.

Nachdem nun infolge der Berührung mit dem Wasser der Dampfdruck bis oder unter den Druck des Wassers im Druckrohr gefallen ist, strömt ein kleiner Theil dieses Wassers in Gestalt eines Strahles durch das Einspritzrohr g in die Pumpenkammer α zurück und verdichtet den darin befindlichen Dampf. Hierdurch entsteht ein Vacuum in α, infolge dessen sich gleichzeitig das Saugeventil b hebt, das Dampfzulafsventil h schliefst und durch das Luftein-■ lafsveiitil i eine kleine Menge Luft eingesaugt wird. Die eingesaugte Luft wird, sobald das in α eintretende Wasser eine bestimmte Höhe erreicht hat, die durch die Menge der eingesaugten Luft bestimmt wird, verdichtet, wirkt auf den Kolben h' und die untere Seite von h und bewirkt dadurch das Heben von h, worauf der Dampf wieder nach α einströmen und in der geschilderten Weise wieder auf die Oberfläche des Wassers wirken kann.

Damit der Dampf nicht in das Druckrohr e gelangt, mufs das Oeffnen und Schliefsen des Ventils h so geregelt werden, dafs, wenn der Spiegel des Wassers in α fällt, der Dampfdruck auf den Druck der in α stehenden Wassersäule vermindert wird, oder man belastet das Ventil h in der vorbeschriebenen Weise.

Es ist einleuchtend, dafs die Einspritzung g ebenso wirksam sein wird, wenn sie weiter oben angeordnet ist; denn das Wasser wird nicht eher in den Arbeitsraum α eindringen, als bis der Wasserdruck gleich oder gröfser ist als der Dampfdruck. Es ist aber vorzuziehen, die Einspritzung wie gezeichnet anzuordnen. Die Pumpe kann nach Angabe des Erfinders mit beliebiger Geschwindigkeit innerhalb gewisser Grenzen arbeiten, so dafs z. B. eine einfachwirkende Pumpe bis 18000 1 pro Stunde 4,57 m hochhebt. Andererseits kann der Dampfzutritt so geregelt werden, dafs eine Pumpe, welche bei jedem Hub fast 3 Gallonen Wasser liefert, nur etwa fünf Hube pro Minute macht und bei jedem Hub nicht mehr als 136 1 Wasser fördert. Die Pumpe kann also" auf jeden Grad der Leistung eingestellt werden. - ·

In manchen Fällen mag es wünschenswerth sein, die Einspritzöffnung g, nachdemy das Vacuum hergestellt ist, während des Wassereintritts durch b zu schliefsen. Dieses kann selbstthätig auf irgend eine Weise bewirkt werden, z. B. mit Hülfe der in Fig. 21 dargestellten Vorrichtung. Hier ragt das Einspritzrohr g bis in die Mitte von α und trägt direct über dem Saugventil b an seinem Ende ■■· ein Kolbenventil g¹, welches, wenn das Ventil b gehoben ist, die Oeffhung von g verschliefst. Auch könnte in g ein Ventil angeordnet sein, welches mit einem Diaphragma in Verbindung steht, auf welches die atmosphärische Luft wirkt. Sobald das gewünschte Vacuum in a hergestellt ist, wird durch den Druck der Luft auf das Diaphragma das Ventil in g geschlossen. Ferner könnte das Schliefsen der Einspritzöffnung auch direct oder indirect von dem Dampfventil h aus bewirkt werden. , ~-

Die Wirkungsweise der doppeltwirkenden Pumpe, Fig. 10, 11 und 12, ist dieselbe, wie die der einfachwirkenden. Die Bewegung des Dampfzulafsventils wird hier durch den Druck des einströmenden Dampfes auf der einen Seite oder durch ein Vacuum auf der anderen Seite oder durch beides zugleich bewirkt.

Soll die doppeltwirkende Pumpe mit Expansion arbeiten, so ordnet man eine Feder p, Fig. 15, an, welche, wenn der Dampf abgesperrt ist, beide Ventile h in normaler Lage halb offen hält. , ■ .

Beim Ingangsetzen der Pumpe wird die Feder von Hand oder auf andere Weise auf die andere Seite gedrückt, worauf dann der Dampf abwechselnd durch beide Ventile tritt. Während des Ganges der Pumpe hat die Feder das Bestreben, den Hub des Ventils zu vermindern und dadurch theilweise den Dampfzuflufs abzusperren.

Der Druck fällt bald auf den Druck der Wassersäule, wenn Wasser eingespritzt wird, und es entsteht ein Vacuum, welches auf den Kolben h' wirkt, der das betreffende Ventil h schliefst. .-·.■,■

Anstatt eines Kolbens kann auch ein. Diaphragma, wie in Fig. 20,' angewendet werden. Hier ist q das Diaphragma, welches in ähnlicher Weise wirkt wie der Kolben in den vorigen Constructipnen. . .

Der Anlafshebel ist 0, und χ χ sind Führungen für die Ventilspindel.

Wo grofse Regelmäfsigkeit verlangt wird und die Pumpe mit Expansion arbeitet, kann

man ein Reductionsventil und einen Druckregulator, welcher für einen bestimmten 'Minimaldruck eingestellt ist, zur Anwendung bringen. Wenn die Pumpe das Wasser in einen Behälter fördert, dann wird die Anordnung einer Dampfregulirvorrichtung, welche mit einem Schwimmer in Verbindung steht, zu empfehlen sein.

Wenn, um ein Berühren der Ventile mit dein Wasser zu verhindern, Luft in den Pumpenkörper eingelassen wird, dann wird dieses Luftquäntüm nur so gering bemessen, um den beabsichtigten Zweck zu erreichen. In einzelnen Fällen ist es indessen vorzuziehen, die zu diesem Zweck benöthigte Luft erst dann einströihen zu lassen, wenn das Wasser im Pumpencylinder bereits bis zu „einer gewissen Höhe gestiegen ist, worauf dann durch einen Schwimmer oder eine ähnliche Vorrichtung ein Ventil geöffnet wird, welches Luft einläfst. Eine solche Vorrichtung zeigt Fig. 17, wo t der Schwimmer ist, welcher an der Stange f befestigt ist, die sich in der Spindel des Dampfzüläfsventils h lose verschieben kann. Die Stange t' trägt an ihrem oberen Ende ein Ventil £², durch welches die Luft eintritt. Ist das Wasser im Pumpencylinder bis zu einer bestimmten Höhe gestiegen, so hebt es den Schwimmer t und dieser öffnet das Ventil i², welches genügend Luft zuläfst, um das Dampfventil h zu heben.

Fig. 19 zeigt eine weitere Abänderung dieser Anordnung. Der Schwimmer ist hier durch eine flache Scheibe t ersetzt, welche, wenn sie der aufsteigende Wasserstrahl trifft, das Ventil t² öffnet. Diese Abänderungen desLufteinlafsventils bedürfen keiner Adjustirung und wirken genau.

Die Fig. 22 und 24 zeigen noch andere Anordnungen für den Lufteinlafs, und zwar wird derselbe durch die Bewegung des Ventils h und des Kolbens h' bewirkt. In Fig. 24 ist die obere Kappe, welche den Anschlag des Kolbens h' bildete und bei den früheren Constructionen angewendet worden war, fortgelassen, dafür aber ist der Kolben h' unten mit einem Ventil h² versehen, welches sich gegen den Rohrstutzen, welcher dem Kolben h' als Cylinder dient, legen kann. Dieses Ventil h² bildet den Anschlag für den Hub des Kolbens h' und der Ventile h und schliefst, wenn h' gehoben ist, dampfdicht ab, so dafs ein Ausströmen des Dampfes infolge von Undichtigkeiten des Kolbens h' nicht eintreten kann. Man kann ferner, wie in Fig. 22 gezeigt ist, durch den Kolben h' einen kleinen Kanal h^s diagonal hindurchbohren, dessen Durchgangsöffnung durch Hineinschrauben der Schraube 0 geregelt bezw. geschlossen werden kann. Die Stellung der Schraube ο wird durch eine Gegenmutter gesichert. Der Kanal h³ mündet dicht über dem Deckel Λ² in das Innere der Pumpe; die Verbindung mit der · Atmosphäre ist also abgeschlossen, wenn das Ventil /ζ² gehoben ist.

In Fig. 23 dient der Kolben h' selbst als Lufteinlafsventil. Ein oder mehrere' Löcher h^s sind, wie gezeichnet, in den Kolben h' eingebohrt. Diese Löcher münden in eine in den Kolben eingedrehte Nuth. Der Lufteinlafs wird durch eine Schraube geregelt.

Da nun kalte Luft immer, auch unter den günstigsten Bedingungen, eine gewisse Quantität Dampf verdichtet, so ist es in manchen Fällen vorteilhaft, statt der Luft Dampf zur Aufhebung des Vacuums und zum Oeffnen der Ventile anzuwenden. Zu diesem Zweck werden Ventile benutzt, die ähnlich den mit Bezug auf Fig. 17 und 19 beschriebenen sind, welche eine kleine Menge Dampf zulassen, welcher das Vacuum vernichtet und infolge des gröfseren Querschnittes des Kolbens diesen und die Dampfeinlafsventile hebt. Zwei dieser Abänderungen sind in Fig. 16 und 18 dargestellt.

In Fig. 16 ist t der Schwimmer, f die bewegliche Schwimmerstange und i² das Ventil, welches hier in den Dampfkanal mündet, während es in Fig. 17 und 19 in die Atmosphäre mündete. Hier ist die Stange t' mit einem Bund t'* versehen, welcher, indem er gegen das Ventil h schlägt, dieses mit heben hilft. In Fig. 18 ist eine Scheibe t angewendet, ähnlich wie in Fig. 19, aber der Weg, durch welchen das Wasser diese Scheibe erreichen kann, ist hier bedeutend verengt, um dem einströmenden Wasser eine gröfsere Geschwindigkeit zu geben. Fig. 24 zeigt ein Ventil, welches demjenigen in Fig. 18 ähnlich, auch mit denselben Buchstaben bezeichnet ist. Der Kolben h' besitzt aber hier am unteren Ende ein Ventil /i², ähnlich wie in Fig. 22.

Fig. 25 zeigt ein Ventil wie Fig. 16, 18 und 24 unter Anwendung eines Diaphragmas q.

Es sei noch bemerkt, dafs, wenn ein solches Doppelsitzventil in Verbindung mit einem Kolben oder dessen Aequivalent (Diaphragma) angewendet wird und der Schwimmer die nöthige Kraft hat, man ein Luft- oder Dampfeinlafsventil für die Vernichtung des Vacuums nicht nöthig hat. Diese Ventile können mit geringen Abänderuugen sowohl für einfach- wie für doppeltwirkende Pumpen benutzt werden. Es körinen auch zwei einfachwirkende Pumpen mit einander verbunden werden, wie z. B. in Fig. 26 dargestellt ist, wo zwischen den Ventilen L und M ein Hebel K angeordnet ist.

Der Hub der Ventile wird durch Heben

oder Senken des Drehpunktes K' des Hebels K geregelt. Dieses geschieht mit Hülfe einer Schraube und Mutter K² auf der Schiene k³.

■ Die beiden Ventile L und M sind durch ein

gemeinschaftliches Dampfzuleitungsrohr verbunden.

Diese Anordnung würde besonders da zu empfehlen sein, wo die Pumpe vielen Schwingungen ausgesetzt ist, wie z. B. auf Schiffen. Bezüglich der Pumpenventile sei bemerkt, dafs jede beliebige Art derselben zur Anwendung kommen kann; es können einfache Hubventile oder Doppelsitzventile, oder Ventile wie in Luftpumpen, oder Ventile mit mehrfachen Durchgängen angewendet werden.

Die Pumpe kann, wenn Säuren oder andere Flüssigkeiten gehoben werden sollen, aus Blei oder sonstigem passenden Material hergestellt werden. Auch kann die Innenseite der Pumpe mit Asbestfarbe angestrichen werden.

Claims (1)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Steuerung für ein- und zweikammerige Dampfwasserheber (Pulsometer), bestehend aus dem Ventil h und dem mit ihm fest verbundenen Gegenkolben h' bezw. der Membran q (event, in Verbindung mit dem durch den Kolben g' regelbaren Einspritzrohr, Fig. 21), in der beschriebenen Weise wirkend, und in den in den Fig. ι, 5 bis io, 15 und 20 dargestellten Abänderungen.

2, In Verbindung mit den unter 1. angeführten Steuervorrichtungen die in Fig. 17, 19, 22 und 23 bezw. 16, 18, 24 und 25 dargestellten Einrichtungen zum Einlassen von Luft bezw. Dampf in die Pumpenkammern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.